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KR100570016B1 - Mounting apparatus for a piston and a connecting rod - Google Patents

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KR100570016B1
KR100570016B1 KR1020040039632A KR20040039632A KR100570016B1 KR 100570016 B1 KR100570016 B1 KR 100570016B1 KR 1020040039632 A KR1020040039632 A KR 1020040039632A KR 20040039632 A KR20040039632 A KR 20040039632A KR 100570016 B1 KR100570016 B1 KR 100570016B1
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Abstract

본 발명은 피스톤의 상하행정 과정에서 피스톤에 전달되는 쓰러스트력에 의하여 피스톤이 실린더 내벽에 마찰되는 현상을 줄이기 위한 피스톤과 컨넥팅 로드의 연결구조에 관한 것으로서,The present invention relates to a connection structure between a piston and a connecting rod for reducing a phenomenon in which a piston rubs against an inner wall of a cylinder due to a thrust force transmitted to the piston in the up and down stroke of the piston.

피스톤에 마련된 핀공과, 컨넥팅 로드의 상단부에 마련된 핀공이 피스톤 핀으로써 조립되어지는 피스톤과 컨넥팅 로드의 연결구조에 있어서,In the connection structure of the piston and the connecting rod in which the pin hole provided in the piston and the pin hole provided in the upper end of the connecting rod are assembled as piston pins,

상기한 피스톤과 컨넥팅 로드의 상단부가 접하는 부분이 치결합될 수 있도록 상기 컨넥팅 로드의 상단부 외주면에는 소정 피치의 제2 톱니부가 형성되고, 상기 피스톤의 로드 장착공간 내측면에는 상기 제2 톱니부와 대응되어 결합되기 위한 제1 톱니부가 형성된 것을 특징으로 한다.A second tooth portion having a predetermined pitch is formed on an outer circumferential surface of the upper end portion of the connecting rod so that a portion where the piston and the upper end portion of the connecting rod contact each other is formed, and the second tooth portion is formed on the inner surface of the rod mounting space of the piston. It characterized in that the first tooth is formed to be coupled to correspond to.

피스톤, 컨넥팅 로드, 톱니, 쓰러스트Piston, connecting rod, tooth, thrust

Description

피스톤과 컨넥팅 로드의 연결구조{Mounting apparatus for a piston and a connecting rod}Mounting apparatus for a piston and a connecting rod}

도 1은 본 발명에 의한 피스톤과 컨넥팅 로드의 조립상태도.1 is an assembled state of the piston and the connecting rod according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 장치의 작동상태도.Figure 2 is an operating state of the device according to the present invention.

도 3은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining a conventional technology.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

20 : 실린더 30 : 피스톤20: cylinder 30: piston

32 : 로드 장착공간 35 : 제1 톱니부32: rod mounting space 35: the first tooth portion

40 : 컨넥팅 로드 42 : 핀공40: connecting rod 42: pin ball

45 : 제2 톱니부 50 : 피스톤 핀45: 2nd tooth part 50: piston pin

본 발명은 피스톤과 컨넥팅 로드의 연결구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤의 상하행정 과정에서 피스톤에 전달되는 쓰러스트력에 의하여 피스톤이 실린더 내벽에 마찰되는 현상을 줄이기 위한 피스톤과 컨넥팅 로드의 연결구조에 관한 것이다.The present invention relates to a connection structure between a piston and a connecting rod, and more particularly, a piston and a connecting rod for reducing a phenomenon in which a piston rubs against an inner wall of a cylinder by a thrust force transmitted to the piston in the up and down stroke of the piston. The connection structure of the.

차량에 탑재되는 일반적인 엔진에는 다수의 실린더가 마련되고, 각각의 실린더에는 크랭크 축의 회전력을 전달받아 상하방향으로 거동되는 피스톤이 수용되어 있다.A general engine mounted on a vehicle is provided with a plurality of cylinders, and each cylinder is accommodated with a piston that moves in the vertical direction by receiving the rotational force of the crankshaft.

피스톤의 하부는 크랭크 축의 회전운동력을 직선운동력으로 변환시켜주기 위한 컨넥팅 로드의 상단부와 피스톤 핀으로써 연결된다. 피스톤과 컨넥팅 로드의 조립을 위하여 상기 피스톤은 그 도중에 로드 장착부와 핀공이 마련된 채로 성형 및 가공되어지고, 상기 컨넥팅 로드의 상단부에는 핀공이 관통형성된다. 따라서 엔진의 조립시에 피스톤과 컨넥팅 로드의 상단부에 각각 마련된 핀공을 일치시키고, 피스톤 핀을 상기와 같이 일치된 핀공에 끼워 양 부재가 접속되도록 하고, 상기한 피스톤 핀은 피스톤의 거동과정에서 움직임이 발생되지 않도록 견고하게 고정시켜진다. 도 3은 실린더(10)의 내부에 피스톤(11)이 수용되고, 상기 피스톤(11)의 도중에는 컨넥팅 로드(12)의 상단부가 피스톤 핀(13)으로써 연결된 상태를 도시한 도면이다.The lower part of the piston is connected by the piston pin and the upper end of the connecting rod for converting the rotational motion of the crankshaft into linear motion. In order to assemble the piston and the connecting rod, the piston is formed and processed with a rod mounting portion and a pin hole interposed therebetween, and a pin hole is formed through the upper end of the connecting rod. Accordingly, when assembling the engine, the pin holes provided at the upper ends of the piston and the connecting rod are matched to each other, and the piston pins are inserted into the matched pin holes as described above so that both members are connected. It is fixed firmly so that it does not occur. 3 is a view illustrating a state in which the piston 11 is accommodated in the cylinder 10, and the upper end of the connecting rod 12 is connected by the piston pin 13 in the middle of the piston 11.

한편, 피스톤(11)의 상부 외주연 측에는 연소실 내의 연소가스가 크랭크실로 유입되는 것을 방지하며 크랭크실의 오일이 연소실로 유입되는 것을 방지하기 위한 압축링(14)과, 피스톤의 하강행정시에 실린더의 내벽에 뿌려진 오일을 긁어내리기 위한 오일링(15)이 장착된다.On the other hand, the upper outer peripheral side of the piston 11 is a compression ring 14 for preventing the combustion gas in the combustion chamber from flowing into the crank chamber and preventing the oil of the crank chamber from flowing into the combustion chamber, The oil ring 15 for scraping down the oil sprayed on the inner wall is mounted.

그런데 상기와 같이 구성되는 일반적인 피스톤의 작동구조에서 문제가 되는 것이 컨넥팅 로드와 피스톤의 거동시에 발생되는 쓰러스트력에 의해서 피스톤의 일측이 실린더의 내벽에 부딪치게 된다는 점이다. 즉, 상기한 컨넥팅 로드는 크랭크 축의 회전운동을 피스톤의 상하방향의 직선운동으로 변환시켜주기 위하여 설정된 각도범위 내에서 소정의 궤적을 그리며 동작되어지고, 이 과정에서 컨넥팅 로드의 궤적변화에 따른 힘이 피스톤의 일측면방향과 하측면방향이 합력방향으로 전달되므로서 피스톤에 쓰러스트력이 발생되는 것이다.However, a problem in the general operation structure of the piston constituted as described above is that one side of the piston hits the inner wall of the cylinder by the thrust force generated during the connecting rod and the piston's behavior. That is, the connecting rod is operated while drawing a predetermined trajectory within a set angle range in order to convert the rotational movement of the crankshaft into a linear movement in the vertical direction of the piston. Thrust force is generated in the piston as the force is transmitted in one side direction and the lower side direction of the piston in the direction of the joint force.

이와 같은 피스톤의 쓰러스트력에 의해서 엔진 운전 중에 실린더 내벽과 피스톤의 외측면 간에 마찰 또는 충돌이 발생되므로서 실린더와 피스톤의 마모가 증진되는 문제점이 있었던 것이다.Such a thrust force of the piston causes friction or collision between the cylinder inner wall and the outer surface of the piston during engine operation, thereby increasing the wear of the cylinder and the piston.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 피스톤의 상하행정 과정에서 피스톤에 전달되는 쓰러스트력에 의하여 피스톤이 실린더 내벽에 마찰되는 현상을 줄이기 위한 피스톤과 컨넥팅 로드의 연결구조를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the connection structure of the piston and the connecting rod for reducing the phenomenon that the piston is rubbed on the inner wall of the cylinder by the thrust force transmitted to the piston in the up and down stroke of the piston The purpose is to provide.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,

피스톤에 마련된 핀공과, 컨넥팅 로드의 상단부에 마련된 핀공이 피스톤 핀으로써 조립되어지는 피스톤과 컨넥팅 로드의 연결구조에 있어서,In the connection structure of the piston and the connecting rod in which the pin hole provided in the piston and the pin hole provided in the upper end of the connecting rod are assembled as piston pins,

상기한 피스톤과 컨넥팅 로드의 상단부가 접하는 부분이 치결합될 수 있도록 상기 컨넥팅 로드의 상단부 외주면에는 소정 피치의 제2 톱니부가 형성되고, 상기 피스톤의 로드 장착공간 내측면에는 상기 제2 톱니부와 대응되어 결합되기 위한 제1 톱니부가 형성된 것을 특징으로 한다.A second tooth portion having a predetermined pitch is formed on an outer circumferential surface of the upper end portion of the connecting rod so that a portion where the piston and the upper end portion of the connecting rod contact each other is formed, and the second tooth portion is formed on the inner surface of the rod mounting space of the piston. It characterized in that the first tooth is formed to be coupled to correspond to.

이하, 본 발명에 의한 피스톤과 컨넥팅 로드의 연결구조의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the configuration and operation of the connecting structure of the piston and the connecting rod according to the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 피스톤과 컨넥팅 로드의 조립상태도이고, 도 2는 본 발명에 의한 장치의 작동상태도이다.1 is an assembled state diagram of the piston and the connecting rod according to the present invention, Figure 2 is an operating state diagram of the device according to the present invention.

도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성된 피스톤을 지시하는 것이고, 도면부호 40은 본 발명에 의해 형성된 컨넥팅 로드를 지시하는 것이다.Reference numeral 30 denoted in the drawings indicates a piston formed by the present invention, and reference numeral 40 denotes a connecting rod formed by the present invention.

상기한 피스톤(30)의 외부 형상은 종래의 일반적인 피스톤과 같이 형성되는데, 콘넥팅 로드가 연결되기 위한 내측의 형상은 본 발명에 의한 장치가 적용될 수 있도록 형성된다. 즉, 본 발명에 의한 컨넥팅 로드(40)의 상단부가 접하게 되는 피스톤(30) 몸체의 내부에 마련된 로드 장착공간(32)의 내측면 도중에는 상기 컨넥팅 로드(40)와 치결합되도록 하기 위한 제1 톱니부(35)가 소정의 각도 구간에 결쳐서 형성되는 것이다.The outer shape of the piston 30 is formed like a conventional general piston, the inner shape for connecting the connecting rod is formed so that the apparatus according to the present invention can be applied. In other words, the inner side of the rod mounting space 32 provided in the interior of the body of the piston 30 to be in contact with the upper end of the connecting rod 40 according to the present invention is to be engaged with the connecting rod 40 1 tooth part 35 is formed in a predetermined angle section.

한편, 상기한 컨넥팅 로드(40)의 상단부에는 피스톤 핀(50)이 끼워지기 위한 핀공(42)이 종래의 피스톤에서와 마찬가지로 관통형성되는데, 상기 피스톤(30)의 몸체와 접하게 되는 컨넥팅 로드(40)의 상단부 외주면에는 상기 제1 톱니부(35)와 치결합되기 위한 제2 톱니부(45)가 소정의 각도 구간에 걸쳐서 형성된다.On the other hand, the upper end of the connecting rod 40, the pin hole 42 for fitting the piston pin 50 is formed through the same as in the conventional piston, the connecting rod is in contact with the body of the piston 30 On the outer circumferential surface of the upper end portion 40, a second tooth portion 45 for tooth engagement with the first tooth portion 35 is formed over a predetermined angle section.

상기한 제1 톱니부(35)와 제2 톱니부(45)는 피스톤의 크기 등을 고려하여 각 톱니의 크기 및 피치 등은 적당한 사양으로 설계될 수 있는 것이다.The first tooth part 35 and the second tooth part 45 may be designed to an appropriate specification in size and pitch of each tooth in consideration of the size of the piston and the like.

상기와 같이 제1 톱니부(35)와 제2 톱니부(45)가 구비된 피스톤(30)과 컨넥팅 로드(40)를 조립할 때에는 상기한 피스톤(30)과 컨넥팅 로드(40)에 각각 마련된 핀공을 일치시킨 후에, 일치된 핀공으로 피스톤 핀(50)을 끼워 고정시키게 된다. 이 과정에서 상기한 제1 톱니부(35)와 제2 톱니부(45)는 서로 치결합된 상태가 된다.When assembling the piston 30 and the connecting rod 40 provided with the first toothed portion 35 and the second toothed portion 45 as described above, respectively, the piston 30 and the connecting rod 40 are respectively provided. After matching the provided pin hole, the piston pin 50 is fitted and fixed with the matched pin hole. In this process, the first tooth part 35 and the second tooth part 45 are in a state of being engaged with each other.

특히, 상기한 제1 톱니부(35)와 제2 톱니부(45)의 톱니들 간에는 소정 범위 내에서 갭(G)이 형성되도록 하므로서, 상기한 컨넥팅 로드(40)가 시계방향으로 회동될 경우에 상기 피스톤(30)은 피스톤 핀(50)을 힌지점으로하여 반시계방향으로 회동될 수 있도록 구성된다. 즉, 상기와 같은 갭(G)이 없으면 상기한 컨넥팅 로드(40)의 회동방향이 피스톤(30)의 회동방향에 그대로 영향을 미치기 때문에 본 발명에서 의도하고자하는 작동효과를 얻지 못하기 때문에 상기한 제1 톱니부(35)와 제2 톱니부(45) 사이의 갭(G)이 필요한 것이다.In particular, since the gap G is formed within a predetermined range between the teeth of the first tooth part 35 and the second tooth part 45, the connecting rod 40 is rotated clockwise. In this case, the piston 30 is configured to be rotated counterclockwise with the piston pin 50 as a hinge point. That is, if there is no gap G as described above, since the rotation direction of the connecting rod 40 affects the rotation direction of the piston 30 as it is, the operation effect intended in the present invention cannot be obtained. The gap G between the first teeth 35 and the second teeth 45 is required.

본 발명을 설명하기 위한 실시예 및 도면에서는 제1 톱니부(35)는 피스톤(30)에 형성되고, 제2 톱니부(45)는 컨넥팅 로드(40)의 상단부에 형성되는 것으로 설명되었으나, 이는 일실시예에 불과한 것으로 엔진의 사양에 따라서 제1 톱니부가 커넥팅 로드에 상단부에 형성되는 반면 제2 톱니부는 피스톤의 도중에 형성될 수도 있는 것임을 밝혀둔다.In the embodiments and drawings for explaining the present invention, the first tooth portion 35 is formed in the piston 30, the second tooth portion 45 has been described as being formed in the upper end of the connecting rod 40, This is just an example, and according to the specification of the engine, the first tooth part is formed on the connecting rod while the second tooth part is found to be formed in the middle of the piston.

이상과 같이 구성된 피스톤과 컨넥팅 로드의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operating state of the piston and the connecting rod configured as described above are as follows.

엔진이 시동되어 크랭크 축이 회전하게 되면, 상기한 크랭크 축의 회전동력은 컨넥팅 로드(40)를 통하여 피스톤(30)에 전달되어진다. 이 과정에서 컨넥팅 로드(40)는 그 고유의 궤적을 그리면서 거동되고, 피스톤 핀(50)으로써 조립된 피스 톤(30)이 실린더(20) 내에서 상하방향으로 왕복운동되어진다.When the engine is started and the crank shaft rotates, the rotational power of the crank shaft is transmitted to the piston 30 through the connecting rod 40. In this process, the connecting rod 40 behaves while drawing its own trajectory, and the piston 30 assembled as the piston pin 50 is reciprocated in the cylinder 20 in the vertical direction.

특히, 상기한 피스톤(30)과 컨넥팅 로드(40) 간의 조립구간은 제1 톱니부(35)와 제2 톱니부(45)에 의해서 치결합된 상태가 되므로서, 상기한 컨넥팅 로드(40)의 궤적변화에 피스톤(30)이 유동적으로 동작된다. 즉, 상기한 컨넥팅 로드(40)가 크랭크 축의 회전방향으로 궤적으로 그리면서 동작되면서 피스톤(30)에 전달되는 쓰러스트력과는 반대방향으로 상기 피스톤(30)의 움직임이 보정되므로서 피스톤(30)과 실린더(20) 내벽 간의 마찰 정도가 감소되어지는 것이다.In particular, the assembly section between the piston 30 and the connecting rod 40 is in a state of being engaged by the first teeth 35 and the second teeth 45, the connecting rod ( The piston 30 is fluidly operated at the trajectory change of 40. That is, as the connecting rod 40 is operated while drawing the trajectory in the rotational direction of the crank shaft, the piston 30 is corrected in the direction opposite to the thrust force transmitted to the piston 30. 30) and the degree of friction between the inner wall of the cylinder 20 is to be reduced.

즉, 상기한 제1 톱니부(35)와 제2 톱니부(45) 간에 형성된 갭(G)에 의해서 제2 톱니부(45)의 일측이 내향톱니(35)의 일측을 누르는 현상이 일어나므로서, 상기한 컨넥팅 로드(40)가 시계방향으로 회동될 경우에 상기 피스톤(30)은 피스톤 핀(50)을 중심으로 반시계방향으로 회동되려는 힘을 받게 되어 결과적으로 피스톤에 전달되는 쓰러스트력이 감쇄되는 것이다.That is, since one side of the second tooth 45 presses one side of the inward tooth 35 due to the gap G formed between the first tooth 35 and the second tooth 45. When the connecting rod 40 is rotated in the clockwise direction, the piston 30 receives a force to be rotated counterclockwise about the piston pin 50 and consequently the thrust transmitted to the piston. Force is attenuated.

상기와 같은 동작은 피스톤(30)의 하강행정과 상승행정에 따라서 서로 반대의 방향으로 동작되어진다.The operation as described above is operated in the opposite direction according to the down stroke and the up stroke of the piston (30).

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 엔진이 운전되는 과정에서 컨넥팅 로드에서 피스톤으로 전달되는 쓰러스트력에 의해서 피스톤과 실린더 내벽면이 마찰되는 정도가 감쇄될 수 있게 되므로서, 엔진의 주요 구성부품인 피스톤과 실린더의 내마모성이 상승될 뿐만 아니라 불필요한 동력손실이 방지되므로서 결과적으로 엔진의 출력이 향상되는 커다란 장점이 있는 것이다.According to the present invention configured as described above, the degree of friction between the piston and the inner wall of the cylinder by the thrust force transmitted from the connecting rod to the piston in the course of the engine operation can be attenuated, the main configuration of the engine Not only is the wear resistance of the pistons and cylinders of the parts increased, but unnecessary power loss is prevented, and as a result, the output of the engine is improved.

Claims (3)

피스톤에 마련된 핀공과, 컨넥팅 로드의 상단부에 마련된 핀공이 피스톤 핀으로써 조립되어지는 피스톤과 컨넥팅 로드의 연결구조에 있어서,In the connection structure of the piston and the connecting rod in which the pin hole provided in the piston and the pin hole provided in the upper end of the connecting rod are assembled as piston pins, 상기한 피스톤(30)과 컨넥팅 로드(40)의 상단부가 접하는 부분이 제1 톱니부(35)와 제2 톱니부(45)로 치결합된 것을 특징으로 하는 피스톤과 컨넥팅 로드의 연결구조.The connection structure between the piston and the connecting rod is characterized in that the portion in contact with the upper end of the piston 30 and the connecting rod 40 is engaged with the first tooth portion 35 and the second tooth portion 45. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 제2 톱니부(45)는 커넥팅 로드(40)의 상단부 외주면에 소정 피치 간격으로 형성되고, 상기한 제1 톱니부(35)는 피스톤(30)의 커넥팅 로드 장착공간(42)에 상기 제2 톱니부(45)와 대향되도록 형성된 것을 특징으로 하는 피스톤과 커넥팅 로드의 연결구조.The second teeth 45 are formed at predetermined pitch intervals on the outer circumferential surface of the upper end of the connecting rod 40, and the first teeth 35 are connected to the connecting rod mounting space 42 of the piston 30. Connection structure of the piston and the connecting rod, characterized in that formed to face the second tooth portion (45). 제 1항 내지 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기한 제1 톱니부(35)의 측면과 제2 톱니부(45)의 측면 간에는 소정의 갭(G)이 형성된 것을 특징으로 하는 피스톤과 컨넥팅 로드의 연결구조.The connecting structure of the piston and the connecting rod, characterized in that a predetermined gap (G) is formed between the side surface of the first tooth (35) and the side of the second tooth (45).
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